[发明专利]发光二极管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及氮化镓半导体器件领域，尤其涉及一种增强电流扩展的发光二极管结构设计与制备。

背景技术

发光二极管（英文为Light Emitting Diode，缩写为LED）是一种半导体固体发光器件，其利用半导体PN结作为发光结构，目前氮化镓被视为第三代III-IV族半导体具有较宽带隙、高发光效率、化学性质稳定等特点，但大电流驱动芯片仍受到电流扩展不均匀影响。

在LED结构设计中，目前多利用高掺层与低掺层交替生长形成超晶格用于增强电流扩展，但临近P电极或P-Finger扩展条位置电流密度仍明显大于其他区域。

发明内容

本发明提供一种发光二极管外延片设计及制备，本发明实例提供的技术方案如下：一种发光二极管外延片，包括：第一类型氮化物区、发光区、第二类型氮化物区，其中第一类型氮化物区由多层第一氮化物层、第二氮化物层构成，且第二氮化物层具有指向对应第一氮化物层的高掺发射点。

前述发光二极管的制作方法，包括步骤：1）形成第一类型氮化物区、发光区和第二类型氮化物区；2）在所述第一类型氮化物区、或第二类型氮化物区生长过程中，首先生长低掺或非掺第一氮化物层、或第三氮化物层；3）停止通入III、IV源，通入H₂对第一氮化物层、或第三氮化物层表面实行蚀刻，形成纳米级孔洞；4）更改生长条件，利用高压、高转速切换至二维生长模式，通入III、IV源及硅烷填平第一氮化物层上的纳米级孔洞形成高掺发射点、通入III、IV源及Mg源填平第三氮化物层上的纳米级孔洞形成高掺发射点；5）保持步骤3）生长条件，生长第二氮化物层、或第四氮化物层；重复步骤2）~5）形成所述第一类型氮化物区、或第二类型氮化物区。

优选的，所述第一氮化物层的掺杂浓度介于1/~1/之间，所述第二氮化物层的掺杂浓度大于或等于1/。

优选的，所述第二类型氮化物区包含第三氮化物层和第四氮化物层，所述第四氮化物层的掺杂浓度大于第三氮化物层的掺杂浓度，且第四氮化物层具有指向第三氮化物层的高掺发射点。

优选的，所述第三氮化物层的掺杂浓度介于1/~1/之间，所述第四氮化物层的掺杂浓度大于或等于1/。

优选的，所述第一类型氮化物区中具有发射点的第二氮化物层的数量≥2，所述第二类型氮化物区中具有发射点的第四氮化物层的数量≥2。

优选的，所述第一类型氮化物区中的第二氮化物层的掺杂浓度保持恒定、渐变或高斯分布，所述第二类型氮化物区中的第四氮化物层的掺杂浓度保持恒定、渐变或高斯分布。

优选的，所述第一类型氮化物区中相邻的第二氮化物层中的发射点在发光层上的投影呈交错分布，所述第二类型氮化物区中相邻的第四氮化物层中的发射点在发光层上的投影呈交错分布。

优选的，所述第一氮化物层、第三氮化物层中具有一系列的孔洞，所述第二氮化物层、第四氮化物层填充所述孔洞，并在所述孔洞处形成所述的发射点。

优选的，所述孔洞的尺寸为纳米级。

优选的，所述第一类型氮化物区、第二类型氮化物区在所述发光二极管中同时存在、或仅其中任一种。

优选的，通过调整步骤2）中H₂通入量及通入时间实现对纳米级孔洞分布密度、深度控制。

本发明至少具有以下有益效果：在第一类型氮化物区、第二类型氮化物区中插入带有发射点的第二氮化物层、第四氮化物层，由于电流趋向于通过发射点从临近电极的第二氮化物层、第四氮化物层流向发光区；通过调整不同生长循环内第二氮化物、第四氮化物层厚度及对应发射点密度与形态，交错分布的发射点极大增强电流在第一氮化物区、第二氮化物区内横向扩展能力，提高LED性能。

附图说明

图1 本案中发光二极管外延片结构示意图。

图2 实施例1中一种发光二极管第一类型氮化物区结构示意图。

图3实施例1中一种发光二极管第二类型氮化物区结构示意图。

图4 实施例2中一种发光二极管外延结构示意图